蚯蚓粪生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附性能

为寻求蚯蚓粪便(EM)新型的资源化利用途径,以 EM 为原料制备生物炭(EMBC),用于吸附废水中 Cu(Ⅱ)。在探讨 EMBC 基本性质的基础上,研究了 Cu(Ⅱ)初始浓度、时间、 pH 、温度、离子强度、 EMBC 投加量等因素对吸附效果的影响,并分析了潜在的吸附机理。结果表明:EMBC 对 Cu(Ⅱ)吸附量随初始浓度和温度的增加而增加;EMBC 对 Cu(Ⅱ)的吸附在 24 h 内可达到平衡;单位质量 EMBC 对 Cu(Ⅱ)的吸附量随 EMBC 投加量的增加而减小,EMBC 对 Cu(Ⅱ)吸附量随 pH 和离子强度的增加先降后升。Freundlich 等温吸附模型能更好地拟合 EMBC 对 Cu(Ⅱ)的吸附行为(R2=1),且二级吸附动力学可以更好地描述吸附过程(R2=0.99),结合傅立叶红外光谱分析,表明 EMBC 对 Cu(Ⅱ)的吸附机制可能是化学吸附作用为主。     

高炉瓦斯泥对Cu(Ⅱ)的吸附

采用等离子体发射光谱、N2吸附和傅里叶红外光谱技术(FT-IR)对高炉瓦斯泥(BFS)进行了表征,测得其BET比表面积为21.13 m2/g、并且含有羟基、酯基等功能性官能团。实验考察了吸附剂用量、pH值、吸附温度、Cu(Ⅱ)初始浓度对高炉瓦斯泥吸附Cu(Ⅱ)的影响,结果表明,当Cu(Ⅱ)初始浓度为100 mg/L时,温度为313 K、高炉瓦斯泥用量为1.5g/L、pH=5时,20 min可达到吸附平衡,吸附率为99.99%。并且吸附过程符合准二级动力学反应模型以及Freundlich吸附等温式,其表观活化能Ea=58.27 kJ/mol,该吸附过程是自发的、吸热的熵增过程。     

Cu (Ⅱ)和Cd (Ⅱ)在氧化石墨烯/聚酰胺-胺复合材料上的竞争吸附

以“grafting to”法制备的氧化石墨烯/聚酰胺-胺（GO/PAMAMs）作为吸附剂,研究了Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的竞争吸附行为,考察了溶液pH值、吸附时间、初始离子浓度及吸附剂用量等因素对吸附过程的影响,探讨了Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的竞争吸附机理。研究表明：GO/PAMAMs对Cu（Ⅱ）的吸附最佳pH值是5.0,Cd（Ⅱ）的最佳pH值为5.5;Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的竞争吸附过程符合Lagergren准二级动力学模型,等温吸附过程遵循Langmuir模型;热力学研究表明Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的吸附是自发进行的吸热过程,且属于物理吸附。     

磁性壳聚糖/膨润土复合吸附剂吸附Cu2+

以膨润土、壳聚糖、Fe3O4为原料,制备了在外加磁场作用下能实现快速固液分离的磁性壳聚糖/膨润土复合吸附剂.利用SEM、XRD、VSM、FTIR等分析手段对复合吸附剂的形貌及微观结构进行了表征.通过静态吸附实验研究了复合吸附剂对Cu2+的吸附性能,探讨了溶液初始pH值、吸附剂投加量、吸附时间和吸附温度等对Cu2+吸附效果的影响.结果表明,壳聚糖和Fe3O4均已负载到膨润土上.复合吸附剂吸附Cu2+的效果随溶液pH值和吸附剂投加量的增加而增加,并最终趋于稳定;当吸附剂投加量为7.2 g/L、pH值为6、Cu2+初始浓度为30 mg/L时,Cu2+的去除率可达98.5%.吸附动力学和吸附等温线数据分别较好地符合准二级动力学模型和Langmiur吸附等温模型.热力学参数表明,吸附是自发、吸热的过程.     

氨基改性木屑对水中Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)的连续吸附研究

将木屑用NaClO预处理并进行氨基化改性,制备改性木屑,探讨了直接吸附Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附及木屑改性前后对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附的效果,并研究了pH、实际废水等对吸附的影响。结果表明,吸附Cu(Ⅱ)后再吸附Cr(Ⅵ)比直接吸附Cr(Ⅵ)的效果更好。改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)连续吸附能力比原木屑分别提高78.32%和122.90%。30℃下改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的饱和吸附容量分别为195.70、555.56mg/g,吸附等温线可用Langmuir模型拟合。改性木屑对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)/Cr(Ⅵ)的连续吸附过程均符合准二级动力学方程。     

一株典型伯克氏菌对Cr(Ⅵ)/Cu(Ⅱ)复合污染的吸附转化

工业废水和环境污染中往往含有两种或以上的金属离子,因此筛选分离能吸附多种重金属的菌株是利用微生物技术治理环境重金属污染的关键。从剩余污泥中筛选获得一株能耐受重金属Cr和Cu的细菌,经鉴定为伯克氏菌(Burkholderia sp.),命名为Y-12,用于开展水体Cr(Ⅵ)/Cu(Ⅱ)复合污染微生物吸附转化研究。结果表明,Y-12对Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的吸附规律不同。随时间延长,Cr(Ⅵ)的去除率逐渐增大,但是共存Cu(Ⅱ)的去除率在2.00h达到最大值之后却又逐渐被解吸出来;Y-12去除Cr(Ⅵ)/Cu(Ⅱ)复合污染的最佳pH为6,强酸条件下,Y-12对Cr(Ⅵ)的吸附受到抑制,而当溶液pH为9时,Y-12主要通过还原作用对Cr(Ⅵ)进行解毒;Cr(Ⅵ)浓度越大越不利于Cr(Ⅵ)的去除,溶液中Cu(Ⅱ)浓度变化对Cr(Ⅵ)去除没有显著影响。由此可见,在适宜环境条件下,Y-12能有效去除水体中Cr(Ⅵ)/Cu(Ⅱ)复合污染,具有广泛的应用前景。     

高炉渣对Zn(Ⅱ)的吸附性能

采用高炉渣对Zn(Ⅱ)进行震荡吸附实验,研究了Zn(Ⅱ)初始浓度、高炉渣投加量、接触时间、温度和溶液的初始pH对Zn(Ⅱ)吸附效果的影响。结果表明,在常温(28℃)、高炉渣粒径为100目、振荡频率为120 r/min、高炉渣吸附剂投加量为8 g/L、接触时间为60 min、废水初始pH=7和浓度为10 mg/L的条件下,Zn(Ⅱ)去除率可达到98.6%,废水中的Zn(Ⅱ)浓度由10 mg/L降至0.14 mg/L,符合国家污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级标准。通过吸附动力学和吸附等温线实验得出,高炉渣吸附Zn(Ⅱ)的吸附曲线符合Langmuir等温式和伪二级动力学方程式。     

慈竹生物炭对水溶液中Cr(VI)的吸附性能

以慈竹(sinocalamus affinis, SA)为原料,用磷酸对其进行活化,后经热解得到活化生物炭(activated sinocalamus affinis biochar, ASAB),用来吸附水溶液中的Cr(VI)。当溶液的初始pH为3时,Cr(VI)的初始质量浓度为20 mg·L⁻¹,吸附剂投加量为1g·L⁻¹时,Cr(VI)去除率高达99.8%,剩余溶液中Cr(VI)的质量浓度低于废水排放标准(0.5 mg·L⁻¹)。保持其他条件不变,改变Cr(VI)初始浓度,吸附剂的最大吸附容量可达236.2 mg·g⁻¹。以上结果均说明ASAB对废水中的Cr(VI)具有良好的吸附效果。采用SEM、BET、FTIR、XPS等表征方法对活化前、后的慈竹生物炭的化学结构和物理组成进行了表征。ASAB的比表面积是844.45 m²·g⁻¹,约为SAB(sinocalamus affinis biochar)的2.6倍,较高的比表面积可以提供更多的活性位点。本研究中,ASAB的除铬的机制包括静电作用和氧化还原作用。经过5个吸附-脱附循环后,ASAB对Cr(VI)的吸附效率依然可以达到80.9%。以上结果表明,作为1种高效的Cr(VI)吸附剂,ASAB可以用于处理废水中的Cr(VI)。     

胞外聚合物对水中Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

以Pseudomonas fluorescens C-2产生的胞外聚合物PF-2作为新型生物吸附剂,以傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其进行表征。系统地研究了胞外聚合物PF-2对水中Cd(II)的吸附行为。结果表明,在pH值为6.0,该吸附剂对水中的Cd(II)具有很强的吸附能力。聚合物PF-2对Cd(Ⅱ)的吸附较易进行,吸附等温线能较好地用Langmuir模型来描述,最大单分子层吸附量为33.50 mg/g,吸附动力学很好地符合准二级动力学模型。胞外聚合物PF-2含有的主要官能团为羧基、羟基和氨基等,其中羧基、羟基参与了Cd(Ⅱ)的吸附。结果表明利用胞外聚合物PF-2去除环境水样中的Cd(Ⅱ)是可行的。     

烟秸杆生物碳对铬(Ⅵ)废水的吸附动力学和热力学

以农业废弃物烟秸杆为原料,以KH2PO4为活化剂,制备了烟秸杆生物碳(简称TSC500),通过静态吸附实验研究了TSC500对含Cr(Ⅵ)废水的吸附性能。采用比表面积分析仪对TSC500进行了测试,实验考察了pH值、吸附剂用量、吸附时间、Cr(Ⅵ)初始浓度和温度对Cr(Ⅵ)吸附的影响,深入研究了TSC500对Cr(Ⅵ)的吸附行为。结果表明,在pH=3、温度313 K条件下,0.2 g TSC500吸附100 mg/L Cr(Ⅵ),去除率和吸附容量分别达到91.32%和45.66 mg/g,Langmuir和Freundlich比Temkin等温模型更好地拟合吸附实验数据;准一级和准二级动力学模型均能较好地描述该吸附行为,相关系数高达0.99;计算得到热力学参数ΔGθ、ΔHθ和ΔSθ值表明该吸附过程为自发吸热过程。     

磁性交联壳聚糖对铬(Ⅵ)吸附性能的研究

用壳聚糖包埋磁流体 ,并用戊二醛交联制成磁性交联壳聚糖 ,考察了其对铬 ( )离子的吸附性能 ;探讨了酸度、体系温度、时间、初始离子浓度对磁性壳聚糖吸附性能的影响。实验表明 ,在 p H 2 .0 0、温度 2 5℃、吸附 2 4 h的条件下 ,吸附率可达 99%以上 ,并具有良好的重复使用性     

霉菌HM6的成球条件及其对Pb(Ⅱ)的吸附研究

霉菌因其菌丝体生长快、吸附能力强、固液分离效果好在处理重金属污染废水中受到普遍关注.通过对霉菌HM6培养条件的研究考查了培养条件对霉菌菌丝球产量、菌球特征及菌球吸附性能的影响.实验结果表明,该霉菌在液体查氏培养基,250 mL三角瓶装液量为100 mL,1%接种量(孢子悬液浓度106),pH=5,30℃,150 r/min摇床培养60～72 h时,可形成直径在2.0～2.5 mm范围内的菌丝球,球体白色光滑均匀,具有一定的机械强度,对Pb(Ⅱ)具有一定的吸附能力.培养条件的改变对菌球的特征、干湿比、产量影响较大,对菌球吸附性能的影响相对较小.碱处理可以增大菌丝球的干湿比,提高其机械强度,但并不能提高其对Pb(Ⅱ)的吸附能力.     

生物炭吸附重金属的研究进展

生物炭是一种废弃物资源化利用的产物。作为新型环境功能材料,生物炭以其优良的环境效应和生态效应成为环境科学等学科研究的前沿热点。因其孔隙结构发达、比表面积巨大和独特的表面化学性质,对环境介质中的重金属离子有很强的吸附作用,进而影响了重金属离子的迁移与归宿。主要从生物炭的材料来源、吸附重金属离子的机制、影响因素以及对土壤中重金属生物有效性的影响等方面进行综述,并提出生物炭吸附重金属离子的未来研究方向。     

褐煤腐植酸对Ni(Ⅱ)的吸附性能研究

对比了云南寻甸褐煤提取的腐植酸与云南昆明凤鸣村褐煤提取的腐植酸对Ni(Ⅱ)的吸附性能.发现凤鸣村褐煤腐植酸对Ni(Ⅱ)有更好的吸附效果     

D006树脂对Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

通过树脂筛选实验,选用大孔强酸性阳离子树脂D006作为Cd(Ⅱ)的吸附材料,通过静态实验考察吸附时间、振荡转速、溶液pH和树脂用量对吸附效果的影响,并探讨了吸附的热力学和动力学性能,同时对树脂进行了再生实验。结果表明,D006树脂对Cd(Ⅱ)的平衡吸附量可达20.98mg/g;D006树脂吸附Cd(Ⅱ)的最佳条件为吸附时间120min、振荡转速120r/min、溶液pH 2.9左右、树脂用量0.20g;D006树脂对Cd(Ⅱ)的吸附过程符合Langmuir方程,为单分子层吸附;准二级动力学模型能较好地描述Cd(Ⅱ)在D006树脂上的吸附行为,吸附的活化能为5.46kJ/mol,该吸附过程主要为物理吸附;于30℃下采用1mol/L硫酸对吸附后的D006树脂进行脱附,脱附率可达到96%以上,可实现对Cd(Ⅱ)的富集与回收。     

盐酸和硝酸介质中己二胺接枝壳聚糖微球吸附Hg(Ⅱ)的行为

制备并表征了氯化和氨化壳聚糖微球,考察了己二胺接枝壳聚糖微球(HDA-CS)在盐酸和硝酸介质中吸附Hg(Ⅱ)的行为及影响因素。结果表明,盐酸介质中,pH 3.0时,HDA-CS对Hg(Ⅱ)有较高的初始吸附速率,最大吸附容量为128.6 mg/g;硝酸介质中,pH 3.5时,它对Hg(Ⅱ)的最大吸附容量为37.7 mg/g。前者是后者的3.4倍。以1.0 mol/L的H2SO4为解吸剂,HDA-CS复用3次无溶解和流失现象。HDA-CS对Hg(Ⅱ)的吸附主要是质子化氨基与汞配阴离子以静电引力实现的。     

交联壳聚糖对重金属离子的吸附性能研究

以海蟹壳为原料制备的壳聚糖在碱性条件下,经环氧氯丙烷交联制得水不溶性的交联壳聚糖,采用静态法研究交联壳聚糖对Ｃｕ＾２＋,Ｃｒ＾３＋,Ｎｉ＾２＋,Ｐｂ＾２＋,Ｚｎ＾２＋,Ｈｇ＾２＋等几种重金属离子的吸附性能及ｐＨ值对吸附性能的影响,探讨了它们的作用机理。     

Cu(Ⅱ)-AgNbO3紫外光催化亚甲基蓝脱色性能研究

采用浸渍法制备了Ca(Ⅱ)-AgNbO3光催化剂,并运用XRD、FT-IR、DRS、XPS和SEM对催化剂进行表征和分析.实验以亚甲基蓝为模拟污染物,在紫外光下考察Cu(Ⅱ)掺杂对AgNbO3光催化效果的影响.分析显示,掺杂Cu(Ⅱ)后AgNbO3晶型及表面形貌没有发生变化,但在可见光区的吸光度得到有效提高.光催化脱色结果表明,当Cu(Ⅱ)的掺杂量为2%(质量比),热处理温度为300℃,催化剂用量为1 g/L,亚甲基蓝初始浓度为10 mg/L,溶液pH值为7.15时,Cu(Ⅱ)-AgNbO3紫外光催化亚甲基蓝脱色的效果最好,3 h后,亚甲基蓝脱色率可达97.1%.     

汞(Ⅱ)和砷(Ⅲ)在草炭土胡敏酸上的吸附

为研究汞和砷在胡敏酸上的吸附特性,从辽宁彰武采集了草炭土并用稀碱法提取胡敏酸。研究胡敏酸对Hg（Ⅱ）和As（Ⅲ）吸附作用,探讨温度（15、25、35、45℃）、pH（3,5,7,9）和离子强度（Ca2+,H2PO4-）对该吸附的影响,并计算吸附活化能。结果表明：温度与胡敏酸对Hg（Ⅱ）的吸附呈显著正相关,而对胡敏酸吸附As（Ⅲ）的影响较小;pH对胡敏酸吸附Hg（Ⅱ）也呈正相关,而胡敏酸对As（Ⅲ）的吸附以中性最好,酸性、碱性下吸附量均降低;Ca2+对Hg（Ⅱ）的吸附有明显的抑制作用,H2PO4-对As（Ⅲ）的吸附影响很小。对等温吸附实验结果拟合证明,胡敏酸对Hg（Ⅱ）和As（Ⅲ）等温吸附更符合Freundlich模型。对动力学吸附实验结果拟合证明,准二级动力学方程能很好地描述胡敏酸对Hg（Ⅱ）和As（Ⅲ）的吸附。Hg和As（Ⅲ）在胡敏酸的吸附活化能分别为23.06 kJ·mol-1和2.65 kJ·mol-1,表明Hg（Ⅱ）在胡敏酸上的吸附以化学吸附为主,As（Ⅲ）在胡敏酸上的吸附以物理吸附为主。